Cientistas revelam o modelo geológico mais detalhado dos últimos 100 milhões de anos da Terra

A superfície da Terra é a “pele viva” do nosso planeta – ela conecta os sistemas físico, químico e biológico. Ao longo do tempo geológico, as paisagens mudam à medida que esta superfície evolui, regulando o ciclo do carbono e a circulação de nutrientes à medida que os rios transportam sedimentos para os oceanos.

Todas essas interações têm efeitos de longo alcance nos ecossistemas e na biodiversidade – os muitos seres vivos que habitam nosso planeta.

Assim, reconstruir como as paisagens da Terra evoluíram ao longo de milhões de anos é um passo fundamental para entender a mudança de forma do nosso planeta e a interação de coisas como o clima e a tectônica. Também pode nos dar pistas sobre a evolução da biodiversidade.

Trabalhando com cientistas na França (Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, Universidade ENS Paris, Universidade de Grenoble e Universidade de Lyon), nossa equipe da Universidade de Sydney publicou agora um modelo geológico detalhado das mudanças na superfície da Terra na prestigiosa revista Ciência.

O nosso é o primeiro modelo dinâmico – uma simulação de computador – dos últimos 100 milhões de anos em alta resolução de até 10 quilômetros (6,2 milhas).

Com detalhes sem precedentes, ele revela como a superfície da Terra mudou ao longo do tempo e como isso afetou a forma como os sedimentos se movem e se depositam.

Dividido em quadros de um milhão de anos, nosso modelo é baseado em uma estrutura que incorpora forças climáticas e tectônicas de placas com processos de superfície, como terremotos, intemperismo, mudança de rios e muito mais.

Três anos em construção
O projeto começou há cerca de três anos, quando iniciamos o desenvolvimento de um novo modelo de evolução da paisagem em escala global, capaz de simular milhões de anos de mudança.

Também encontramos maneiras de adicionar automaticamente outras informações à nossa estrutura, como paleogeografia – a história das paisagens da Terra.

Para este novo estudo, nossa estrutura usou reconstruções de placas tectônicas de última geração e simulações de climas passados em escala global.

Nossas simulações avançadas de computador usaram a Infraestrutura Computacional Nacional da Austrália, rodando em centenas de processadores de computador. Cada simulação levou vários dias, construindo uma imagem completa para reconstruir os últimos 100 milhões de anos da evolução da superfície da Terra.

Todo esse poder de computação resultou em mapas globais de alta resolução que mostram os altos e baixos das paisagens da Terra (elevação), bem como os fluxos de água e sedimentos.

Tudo isso se encaixa bem com as observações geológicas existentes. Por exemplo, combinamos dados de sedimentos fluviais atuais e fluxos de água, áreas de bacias hidrográficas, pesquisas sísmicas e tendências de erosão local e global de longo prazo.

Nossos principais resultados estão disponíveis como mapas globais baseados em tempo em intervalos de cinco milhões de anos no Open Science Framework.

Fluxo de água e sedimentos através do espaço e do tempo
Um dos processos fundamentais da superfície da Terra é a erosão, um processo lento no qual materiais como solo e rocha são desgastados e levados pelo vento ou pela água. Isso resulta em fluxos de sedimentos.

A erosão desempenha um papel importante no ciclo de carbono da Terra – a circulação global interminável de um dos blocos de construção essenciais da vida, o carbono.

Investigar a maneira como os fluxos de sedimentos mudaram no espaço e no tempo é crucial para nossa compreensão de como os climas da Terra variaram no passado.

Descobrimos que nosso modelo reproduz os elementos-chave do transporte de sedimentos da Terra, desde a dinâmica da captação que descreve as redes fluviais ao longo do tempo até as mudanças lentas das bacias sedimentares de grande escala.

A partir de nossos resultados, também encontramos várias inconsistências entre as observações existentes de camadas rochosas (estratos) e as previsões de tais camadas. Isso mostra que nosso modelo pode ser útil para testar e refinar reconstruções de paisagens passadas.

Nossas paisagens simuladas do passado estão totalmente integradas com os vários processos em jogo, especialmente o sistema hidrológico – o movimento da água – proporcionando uma visão mais robusta e detalhada da superfície da Terra.

Nosso estudo revela mais detalhes sobre o papel que a superfície da Terra em constante evolução desempenhou no movimento de sedimentos dos topos das montanhas para as bacias oceânicas, regulando o ciclo do carbono e as flutuações climáticas da Terra ao longo do tempo.

À medida que exploramos esses resultados em conjunto com o registro geológico, seremos capazes de responder a perguntas de longa data sobre várias características cruciais do sistema da Terra – incluindo a maneira como nosso planeta circula os nutrientes e deu origem à vida como a conhecemos. Conversação

Tristan Salles, Professor Sênior, Universidade de Sydney

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.